Дано:
Индукция магнитного поля (B) = 25 мТл = 25 * 10^-3 Тл
Радиус кольца (r) = 10 см = 0,1 м
Период обращения кольца (T) = 20 с
Найти:
А. Максимальную величину потока через поверхность кольца
Б. Время, за которое поток впервые достигает максимальное значение
В. Величину ЭДС индукции за это время
Решение:
А. Максимальная величина потока через поверхность кольца достигается при максимальной площади поверхности, то есть при положении, когда плоскость кольца параллельна линиям магнитной индукции. Поток через кольцо определяется по формуле: Φ = B * A, где A - площадь поверхности кольца. Для кольца A = π * r^2.
Φ_max = B * π * r^2
Φ_max = 25 * 10^-3 * π * 0,1^2
Φ_max ≈ 7,85 * 10^-4 Вб
Б. Время, за которое поток впервые достигает максимальное значение, можно найти как половину периода колебаний, так как при повороте кольца угол между нормалью к поверхности и направлением магнитной индукции меняется от 0 до π/2:
t_1 = T / 2
t_1 = 20 / 2
t_1 = 10 с
В. Величину ЭДС индукции () можно найти по формуле: = -N * ΔΦ/Δt, где N - количество витков провода. Для кольца N = 1, поэтому:
= -ΔΦ/Δt
= -(Φ_max - Φ_нач) / t_1
= -(7,85 * 10^-4 - 0) / 10
≈ -7,85 * 10^-5 В
Ответ:
А. Максимальная величина потока через поверхность кольца составляет примерно 7,85 * 10^-4 Вб.
Б. Поток впервые достигает максимальное значение за 10 секунд.
В. Величина ЭДС индукции за это время равна примерно -7,85 * 10^-5 В.